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대사체학(Metabolomics) 연구

은하계로 표현되는 대사 산물의 구조로 둘러싸인 세포 도식.

대사체학(Metabolomics)은 세포, 생체유체, 조직 또는 유기체 내의 대사산물, 즉 저분자 기질, 중간체 및 대사산물에 대한 포괄적인 연구입니다. 세포 작용은 이러한 독특한 화학적 지문을 남기게 됩니다. 대사체학 연구는 생물학적 시스템의 생화학적 개요와 질병, 영양, 치료 또는 유기체에 대한 유전자 변형의 생리학적 영향을 제공합니다.

대사체학 애플리케이션

폭넓게 응용되는 대사체학은 질병 바이오마커를 식별하고 맞춤형 의약품의 독성을 평가함으로써 제약 연구에 큰 영향을 미칩니다. 기능 유전체학 통합에서, 대사체학은 유전체, 전사체, 단백질체, 대사체 사이의 상호작용을 연구함으로써 유전자 기능 예측에 중추적인 역할을 합니다. 미생물 채굴은 향상된 균주 최적화를 위한 대사체 통찰력을 활용하는 반면, 식물 대사체학은 식물 대사체 연구를 통해 농업 생명공학을 발전시켰습니다. 환경 연구는 오염물질의 영향을 검사하고 바이오 연료 생산을 최적화하기 위해 대사체학을 이용하는 반면, 영양학적 연구는 영양 수준을 분석하고 식품 안전성을 보장하기 위해 대사체학을 활용합니다. 


대사체학 워크플로우

생물학적 시스템 내 대사물의 상호작용을 대사체라고 부릅니다. 대사체는 유기체 또는 생물학적 시료에서 일련의 대사물입니다. 대사물은 일반적으로 1.5KDa 미만의 분자량을 가진 화합물로, 생합성/이화대사 경로의 중간체 또는 생성물입니다. 예를 들면 아미노산, 뉴클레오티드, 탄수화물, 지질이 포함되며, 이는 종종 지질체학 연구에서 별도로 연구됩니다. 일차 대사물은 내인성이며 정상적인 성장, 발달, 생식에 직접적으로 관여합니다. 이차 대사물은 외인성이며 이러한 과정에 관여하지는 않지만 중요한 생태학적 기능을 가지고 있습니다.

대사체 경로는 대사물, 효소, 분리 도구, 대사물 분석, 표지법을 이용하여 연구합니다. 가장 일반적인 대사 프로파일링 기법 중 두 가지는 표적 및 비표적 대사체 분석입니다. 표적 분석은 알려진 특정 대사물을 정량화하는 반면, 비표적 분석은 알려지거나 알려지지 않은 대사물 모두의 전체적인 대사 프로파일을 제공합니다. 대사 핑거프린팅은 각 대사산물을 구체적으로 식별하려는 의도 없이 신속하고 전체적인 분석을 수행합니다.

대사체학 워크플로에는 시료 조제, 표준화, 보정, 분리 방법, 대사물 검출, 데이터 분석의 통합적 접근 방식이 포함되어 있습니다. 일반적인 시료 유형으로는 혈장, 소변, 타액, 조직, 세포가 있습니다. 가스 크로마토그래피(GC), 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 또는 모세관 전기영동법(CE)과 같은 분리 방법은 질량분석법(MS) 같은 검출 방법과 병행됩니다. 분석 기술은 일반적으로 대사물 검출에 사용되며 MS, 핵자기공명(NMR), Fourier 변환 적외선(FT-IR) 분광법, Raman 분광법이 포함됩니다. 대사체학 데이터 분석은 정교한 도구와 소프트웨어가 요구되며, 엄격한 화합물 식별 및 정량화, 정확한 데이터 해석을 보장합니다.


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